
モンド法(カルボニル法とも呼ばれる)は、 1890年にルートヴィヒ・モンドによって開発されたニッケルの抽出と精製のための技術である[ 1 ]。このプロセスは19世紀末以前に商業的に利用されており[ 2 ]、特にサドベリー盆地のインターナショナル・ニッケル社で使用されていた[ 3 ]。このプロセスでは、ニッケル酸化物をニッケル金属に変換し、非常に高い純度を1つのステップで得ることができる。
このプロセスでは、一酸化炭素がニッケルと容易かつ可逆的に結合してニッケルカルボニルを生成するという事実が関係しています。ニッケル、鉄、コバルト以外の元素で、このプロセスで使用される穏やかな条件下でカルボニル化合物を形成するものはほとんどありません。[ 2 ]
このプロセスは3つのステップから成ります。
1. 金属原料(主に酸化ニッケルからなる)は200 ℃で水素と反応してニッケルを生成する。鉄やコバルトなどの他の不純物も還元される。
2. 不純物を含むニッケルは50 ~ 60 ℃で一酸化炭素と反応して気体のニッケルカルボニルを生成し、不純物は固体として残ります。
3. ニッケルカルボニルと一酸化炭素の混合物を220 ~ 250 ℃に加熱すると、ニッケルと一酸化炭素に分解する。
ステップ2と3は、化学輸送反応を示しています。この反応では、(1)一酸化炭素とニッケルが容易に結合して揮発性の錯体を形成すること、および(2)この錯体が高温でニッケルと一酸化炭素に分解するという性質が利用されています。この分解反応は粉末を生成するように設計することもできますが、より一般的には既存の基材にニッケルをコーティングします。例えば、ニッケルペレットは、小さな高温のペレットをカルボニルガスに通すことで製造されます。これにより、ペレット上にニッケルの層が堆積します。
このプロセスは、複雑な形状や鋭角な部分など、従来の電気めっきでは精密な仕上がりが難しい箇所にニッケルをめっきする際にも用いられてきた。結果は良好であるものの、毒性があるため工業プロセスとしては実用的ではない。現在では、このような部品には無電解ニッケルめっきが用いられている。